JP2000317708A - 自動旋盤と自動旋盤における孔明け加工方法 - Google Patents

自動旋盤と自動旋盤における孔明け加工方法

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JP2000317708A
JP2000317708A JP11132235A JP13223599A JP2000317708A JP 2000317708 A JP2000317708 A JP 2000317708A JP 11132235 A JP11132235 A JP 11132235A JP 13223599 A JP13223599 A JP 13223599A JP 2000317708 A JP2000317708 A JP 2000317708A
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drilling
vibration
cutting unit
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Toshibumi Kato
俊文 加藤
Masao Murakawa
正夫 村川
Masahiko Jin
雅彦 神
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Star Micronics Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 振動切削ユニットを搭載した自動旋盤を提供
し、その際、できるだけ簡単な構成で実現することがで
きる自動旋盤と自動旋盤における孔明け加工方法を提供
すること。 【解決手段】 回転駆動源を備えた刃物台と、刃物台に
着脱可能に搭載され孔明け工具を備えていて、刃物台の
回転駆動源からの駆動を利用して孔明け工具を振動させ
ながら孔明け加工を行う振動切削ユニットと、を具備し
たもの。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、自動旋盤と自動旋
盤における孔明け加工方法に係り、特に、回転駆動源を
備えた刃物台を有するものにおいて、該刃物台に振動切
削ユニットを着脱可能に搭載し、上記回転駆動源を利用
して振動切削ユニットの孔明け工具に振動を付与して孔
明け加工を行わせるように工夫したものに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、いわゆる「振動切削」なる加
工方法が知られている。この種の振動切削は、例えば、
工具を送り方向に規則的に振動させながら加工を行うこ
とにより、図１５に示すように、断続的に切削を行うと
いうものである。この種の振動切削によってドリル加
工、例えば、小径穴加工を行った場合には、穴の加工精
度が向上すると共に、切削時の摩擦が低減されることに
より切削抵抗が減少し、それによって、ドリルの破損や
ドリル刃先の凝着物が減少するという利点を得ることが
できる。尚、図１５は、横軸に時間（ｔ）をとると共に
縦軸に切刃の変位（ｌ）をとり、その変化を示した特性
図である。又、図１５中（ｌｒ）は１回の振動当たりの
切削量を意味している。
【０００３】又、孔明け加工に関しては、本発明者らの
内２名の提案によるいわゆる「ステップ振動切削法」な
る加工方法がある。その特性を図１６に示す。この「ス
テップ振動切削法」は、工具を送り方向に可動な状態に
保持し、その後方に打撃手段を配置し、該打撃手段を送
り方向に振動させ、工具と打撃手段との間には振動振幅
以上のクリアランスを設けることにより、打撃手段が工
具を打撃したときのみ切削を行い、打撃手段が工具から
離間したときには切削が休止するといった断続的な切削
を行うというものである。この「ステップ振動切削法」
はドリル加工における前記と同様な効果と、加えて、い
わゆる難削材切削時の振動切削法における刃先チッピン
グや異常摩耗の問題点も解決できる利点を得ることがで
きる。尚、図１６も、横軸に時間（ｔ）をとると共に縦
軸に切刃の変位（ｌ）をとり、その変化を示した特性図
である。又、図１６中（ｌｒ）は１回の振動当たりの切
削量を意味している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の構成による
と次のような問題があった。既に述べたような振動切削
を行う振動切削ユニットなるものは提案されているが、
そのような振動切削ユニットを自動旋盤に搭載したもの
はなかった。特に、振動切削ユニットの場合には、工具
に所定の振動を付与するための駆動部を必要とし、その
為、振動切削ユニットを自動旋盤に搭載しようとした場
合、新たな駆動源を要してしまう等、装置の大型化及び
複雑化を来してしまうという問題が想定された。又、ス
テップ振動切削法についても、振動切削ユニットを自動
旋盤に搭載したものがないため、同様な問題があった。
【０００５】本発明はこのような点に基づいてなされた
ものでその目的とするところは、振動切削ユニット或い
はステップ振動切削ユニットを搭載した自動旋盤を提供
し、その際、新たな駆動源を要することなくできるだけ
簡単な構成で実現することができる自動旋盤と自動旋盤
における孔明け加工方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するべく
本願発明の請求項１による自動旋盤は、回転駆動源を備
えた刃物台と、上記刃物台に着脱可能に搭載され孔明け
工具を備えていて、上記刃物台の回転駆動源からの駆動
を利用して上記孔明け工具に振動を付与して孔明け加工
を行う振動切削ユニットと、を具備したことを特徴とす
るものである。又、請求項２による自動旋盤は、請求項
１記載の自動旋盤において、上記振動切削ユニットが、
刃物台に取り付けられるハウジングと、ハウジングに配
置され刃物台の回転駆動源からの回転運動の伝達を受け
るシャフトと、該シャフトに設けられたカムと、前記カ
ムの軸線と直角方向に移動可能に配され、基端にカムと
接触可能なカムフォロアを有する工具ホルダとを具備し
たステップ振動切削ユニットであることを特徴とするも
のである。又、請求項３による自動旋盤は、請求項１記
載の自動旋盤において、上記振動切削ユニットが、刃物
台に取り付けられるハウジングと、ハウジングに配され
刃物台の回転駆動源からの回転運動の伝達を受けるシャ
フトと、該シャフトに設けられたカムと、前記刃物台の
回転駆動源からの回転運動の伝達を受けて回転可能でか
つカム軸線と直角方向に移動可能に配され、基端にカム
と接触可能なカムフォロアを有する工具ホルダとを具備
したステップ振動切削ユニットであることを特徴とする
ものである。又、請求項４による自動旋盤は、請求項２
又は請求項３記載の自動旋盤において、上記振動切削ユ
ニットが工具ホルダを孔明け方向に常時付勢する弾性部
材を有していることを特徴とするものである。又、請求
項５による自動旋盤は、請求項１記載の自動旋盤におい
て、上記振動切削ユニットが、刃物台に取り付けられる
ハウジングと、ハウジングに配され刃物台の回転駆動機
構からの回転運動の伝達を受けるシャフトと、該シャフ
トに設けられたカムと、前記カムの軸線と直角方向に移
動可能に配され、基端がカムと連結された工具ホルダと
を具備した振動切削ユニットであることを特徴とするも
のである。又、請求項６による自動旋盤は、請求項１記
載の自動旋盤において、上記振動切削ユニットが、刃物
台に取り付けられるハウジングと、ハウジングに配され
刃物台の回転駆動機構からの回転運動の伝達を受けるシ
ャフトと、該シャフトに設けられたカムと、前記刃物台
の回転駆動機構からの回転運動の伝達を受けて回転可能
でかつカム軸線と直角方向に移動可能に配され、基端が
カムと連結された工具ホルダとを具備した振動切削ユニ
ットであることを特徴とするものである。
【０００７】本願発明の請求項７による自動旋盤におけ
る孔明け加工方法は、回転駆動源を備えた刃物台の該回
転駆動源からの駆動を利用して孔明け工具に振動を付与
して孔明け加工を行うようにしたことを特徴とするもの
である。又、請求項８による自動旋盤における孔明け加
工方法は、請求項７記載の自動旋盤における孔明け加工
方法において、上記孔明け工具をステップ振動させなが
ら孔明け加工を行うようにしたことを特徴とするもので
ある。又、請求項９による自動旋盤における孔明け加工
方法は、請求項７又は請求項８記載の自動旋盤における
孔明け加工方法において、上記孔明け工具を上記刃物台
の該回転駆動源からの駆動を利用して回転させるように
したことを特徴とするものである。
【０００８】ここで、本発明において、「振動切削」と
は、孔明け工具が送り方向に振動しながら切削し、孔明
け工具の先端（刃先）の軌跡が前進と後退を繰り返し、
且つ、後退時には、孔明け工具の先端が切削点から離間
するような切削をいう。その特性は既に引用した図１５
に示す通りである。又、本発明において、「ステップ振
動切削」とは、孔明け工具の後方に設けられた打撃手段
が送り方向に振動し、孔明け工具を叩くことにより切削
を行わせ、そして、打撃手段の前進時には孔明け工具は
一般的な振動の場合と同様に切削を行うが、打撃手段の
後退時に孔明け工具の先端（刃先）は切削点に接触した
ままの状態にあるような切削をいう。その特性は既に引
用した図１６に示す通りである。
【０００９】本願発明による自動旋盤は、回転駆動源を
備えた刃物台に振動切削ユニットを搭載し、その際、刃
物台の回転駆動源を利用して、振動切削ユニットの孔明
け工具に振動を付与するようにしたものである。このた
め、別途、特別な駆動源を要することなく所望の振動切
削やステップ振動切削を行うことが可能である。振動切
削ユニットとして、刃物台に取り付けられるハウジング
と、ハウジングに配され刃物台の回転駆動源からの回転
運動の伝達を受けるシャフトと、該シャフトに設けられ
たカムと、前記カムの軸線と直角方向に移動可能に配さ
れ、基端にカムと接触可能なカムフォロアを有する工具
ホルダとを具備した構成を採用し、刃物台側の回転駆動
源によってカムを駆動して、孔明け工具に振動を付与す
るようにした場合には、簡単な構造によりステップ振動
式の孔明け加工を実現することができ、刃先チッピング
や異常摩耗を解消することができる。又、刃物台側の回
転駆動源の回転数を調整することなく、打撃手段として
のカムの形状を適宜変えることにより、孔明け工具に付
与される振動数を簡単に且つ任意に調整することができ
る。振動切削ユニットとして、刃物台に取り付けられる
ハウジングと、ハウジングに配され刃物台の回転駆動源
からの回転運動の伝達を受けるシャフトと、該シャフト
に設けられたカムと、前記刃物台の回転駆動源からの回
転運動の伝達を受けて回転可能でかつカム軸線と直角方
向に移動可能に配され、基端にカムと接触可能なカムフ
ォロアを有する工具ホルダとを具備した場合には、孔明
け工具に振動を付与すると同時に孔明け工具を回転させ
るため、前記ステップ振動式の孔明け加工による利点に
加えて、ワークの端面の偏心した位置に孔明け加工を施
したり、或いは、傾斜した方向に孔明け加工を施すこと
が可能になる。前記振動切削ユニットが工具ホルダを孔
明け方向に常時付勢する弾性部材を有している場合に
は、ステップ振動切削のカム後退回転角時期に、工具の
先端（刃先）を確実且つ安定的に切削点に接触したまま
にすることができる。振動切削ユニットが、刃物台に取
り付けられるハウジングと、ハウジングに配され、刃物
台の回転駆動機構からの回転運動の伝達を受けるシャフ
トと、該シャフトに設けられたカムと、前記カムの軸線
と直角方向に移動可能に配され、基端がカムと連結され
た工具ホルダとを具備している場合、或いは、前記刃物
台の回転駆動機構からの回転運動の伝達を受けて回転可
能でかつカム軸線と直角方向に移動可能に配され、基端
がカムと連結された工具ホルダとを具備している場合に
は、振動切削を簡単な構造にて実現することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、図１乃至図１１を参照して
本発明の第１の実施の形態を説明する。図１は、自動旋
盤の構成の一部を抽出して示す断面図であり、刃物台と
してのタレット型刃物台に振動切削ユニットを取り付け
た状態を示している。以下詳細に説明する。まず、タレ
ット型刃物台１があり、このタレット型刃物台１にはタ
レット３が回転・割出可能に取り付けられている。上記
タレット３には複数個の工具取付面５が設けられてい
る。それら複数個の工具取付面５の内の一つの工具取付
面５には振動切削ユニット７が着脱可能に取り付けられ
ている。
【００１１】上記タレット型刃物台１の内部には、回転
工具を回転させるための回転伝達手段９が内装されてい
る。すなわち、駆動シャフト１１が内装されていて、こ
の駆動シャフト１１の先端には傘歯車１３が固着されて
いる。上記駆動シャフト１１が図示しない回転駆動源６
よって回転されることにより、上記傘歯車１３が回転す
るものである。
【００１２】一方、上記振動切削ユニット７の構成をみ
ると、まず、ハウジング８があり、このハウジング８
は、この例では、第１部体８ａと、第２部体８ｂと、第
３部体８ｃを備えていて、この内、第２部体８ｂ及び第
３部体８ｃを介して工具取付面５に着脱可能に取り付け
られるものである。又、第２部体８ｂの工具取付面５側
の端面には、位置決めピン８４が圧入・固定されてい
る。そして、上記第３部体８ｃを工具取付面５側に挿入
していくと共に、位置決めピン８４を工具取付面５側の
凹部５ａ内に挿入することにより、その位置が決められ
るものである。尚、図２は振動切削ユニット７をタレッ
ト型刃物台１にまさに取り付けようとする様子を示す図
である。
【００１３】上記ハウジング８内には、工具取付面５か
らタレット型刃物台１内に至るようにシャフト１５が配
置されていて、このシャフト１５の一端側には傘歯車１
７が固着されている。この傘歯車１７が上記傘歯車１３
に噛合する関係にある。又、上記シャフト１５の他端側
には別の平歯車１９が固着されている。又、上記シャフ
ト１５は軸受部材１６、１８によって、既に説明した第
３部体８ｃの内側に回転可能に支持されている。又、上
記平歯車１９には別の平歯車２１が噛合していて、この
平歯車２１にはさらに別の平歯車２３が噛合している。
上記平歯車２１は軸２５に固着されていて、この軸２５
は軸受部材２７、２９によって回転可能に支持されてい
る。
【００１４】上記平歯車２３は上記軸２５に対して平行
に配置されたカムシャフト３１に固着されている。この
カムシャフト３１は、軸受部材３５、３７、３９によっ
てハウジング８に回転可能に支持されている。又、上記
軸受部材３７と軸受部材３９との間のカムシャフト３１
には、カムが設けられている。カムはこの実施の形態で
は、カム部３１ａと軸受部材４１及び押圧部材４３を有
している。詳細に説明すると、まず、カムシャフト３１
にカム部３１ａが形成されている。このカム部３１ａ
は、その軸心を上記カムシャフト３１の軸心に対して所
定量だけ偏心させたものである。上記カム部３１ａの外
周側には軸受部材４１を介して押圧部材４３が取り付け
られている。この押圧部材４３は、回転規制ピン４４に
よってその回転を規制されている。よって、カムシャフ
ト３１が回転することによってカム部３１ａも回転し、
その際、カム部３１ａが偏心しているために、回転を規
制されている押圧部材４３が、図１中上下方向に往復動
するものである。
【００１５】上記カムシャフト３１、カム部３１ａ、軸
受部材４１、押圧部材４３の関係を図３を参照して確認
する。図３中斜線を施した部分がカムシャフト３１であ
り、該カムシャフト３１にはカム部３１ａが偏心した状
態で形成されている。図中カムシャフト３１の軸心を符
号ａ１で示し、カム部３１ａの軸心を符号ａ２で示す。
又、カム部３１ａの外周には既に述べたように軸受部材
４１を介して押圧部材４３が取り付けられている。上記
カムシャフト３１が一回転することにより、カム部３１
ａの軸心ａ２は距離（Ｌ、偏心量の二倍）だけ変移し、
それによって、回転を規制されている押圧部材４３も距
離（Ｌ、偏心量の二倍）だけ往復動することになる。
【００１６】又、図１に戻って、ハウジング８内には、
スリーブ４５が内装されていて、このスリーブ４５内に
はドリルホルダ４７が、スラスト軸受部材５０を介し
て、図１中上下方向に移動可能に内装されている。この
ドリルホルダ４７は、回転規制ピン４６によってその回
転を規制されている。このドリルホルダ４７はコレット
チャック部４８を介して孔明け工具としてのドリル４９
を着脱可能に保持している。又、上記ドリルホルダ４７
の基端側にはネジ部材５１が螺合されていて、このネジ
部材５１の頭部がカムフォロア５３となっている。又、
上記ドリルホルダ４７とスリーブ４５との間にはコイル
スプリング５５が張設されている。ドリルホルダ４７は
このコイルスプリング５５によって、図１中上方向に常
時付勢されている。
【００１７】又、図１に示すように、主軸台６２が配置
されていて、この主軸台６２はＺ軸方向（図１中上下方
向）に移動可能に構成されていて、主軸６０を回転可能
に保持している。そして、この主軸６０によって把持さ
れたワーク６１の先端部が、主軸６０の前方に配置され
たガイドブッシュ６３によって支持されている。本実施
の形態の場合には、上記主軸６０を回転させた状態で上
記主軸台６２を所定の切込速度でＺ軸方向に移動させ、
上記ワーク６１に対して、既に説明したドリル４９によ
って孔明け加工を施すものである。尚、図１中符号６５
はカラーを示している。このカラー６５は、上記コイル
スプリング５５によるばね力を調整するためのものであ
る。
【００１８】次に、図３乃至図１１を参照して作用を説
明する。図３乃至図１１はドリル４９による孔明け加工
を動作順に示す断面図である。まず、この実施の形態の
場合には、タレット型刃物台１側を固定としておき、主
軸６０を備えた主軸台６２側をＺ軸方向に移動させなが
ら、ドリル４９によってワーク６１に所定の孔明け加工
を実行していくものである。図３に示すように、カムシ
ャフト３１は常時回転していて、よって、押圧部材４３
は、図３中左右方向に往復動を繰り返している（図３中
実線で示す位置と仮想線で示す位置との間で往復動を繰
り返す）。その状態で、主軸６０を回転させた状態で主
軸台６２を所定の切込速度でＺ軸方向に移動させてい
く。
【００１９】主軸台６２をＺ軸方向に移動させていく
と、やがて、ワーク６１の先端面がドリル４９に当接す
る。主軸台６２をＺ軸方向にさらに移動させていくこと
により、ドリル４９及びドリルホルダ４７が、コイルス
プリング５５の付勢力に抗して、図３中左方向に押し戻
される。尚、この状態ではドリル４９にコイルスプリン
グ５５の付勢力が作用することになるが、ドリル４９に
よるワーク６１への切削は行われない。すなわち、ドリ
ル４９によるワーク６１への切削が行われないように、
コイルスプリング５５のバネ力が調整されているからで
ある。因みに、ワーク６１の材質が変わることにより、
コイルスプリング５５のばね力の調整が必要な場合に
は、カラー６５を別の適宜なものに交換すれば良い。
【００２０】ドリル４９及びドリルホルダ４７が押し戻
されることにより、カムフォロア５３の先端が押圧部材
４３に当接する。押圧部材４３は常時往復動しているの
で、どのタイミンクで、カムフォロア５３の先端が押圧
部材４３に当接するかは任意であるが、説明上、押圧部
材４３が図中右方向に目一杯往動したところで、カムフ
ォロア５３の先端が押圧部材４３に当接したものと仮定
する。その状態を示すのが図４である。
【００２１】その後、押圧部材４３は一旦復動すること
になり、且つ、主軸台６２はＺ軸方向に所定の切込速度
で継続して移動しているので、ドリル４９及びドリルホ
ルダ４７は図４中左方向に僅かに押し戻される。その様
子を図５に示す。そして、次のタイミング、すなわち、
押圧部材４３の次の往動によって、カムフォロア５３に
押圧力が作用する。この時点からドリル４９によるワー
ク６１への切削が開始される。すなわち、カムフォロア
５３が押圧部材４３に付勢されることにより、ドリル４
９及びドリルホルダ４７のそれ以上の戻りは規制され、
一方、ワーク６１側は主軸台６２のＺ軸方向への移動制
御により引き続いて送られている。したがって、ドリル
４９によるワーク６１への所定量の切り込みが実行され
ることになる。その様子を示すのが図６及び図７であ
る。図６に示す状態で切り込みが開始され、図７に示す
状態に至るまで行われることになる。
【００２２】図７に示す状態から、押圧部材４３が復動
を開始することにより、ドリル４９によるワーク６１へ
の切り込みは停止し、ドリル４９及びドリルホルダ４７
は、主軸台６２のＺ軸方向への移動によって、そのまま
の状態で押し戻されることになる。ここでいうそのまま
の状態とは、ドリル４９の先端部がワーク６１に所定量
だけ切り込んだ状態をいうものである。つまり、これが
ステップ振動を意味している。すなわち、切り込んだド
リル４９の先端が切削箇所から離間することなく接触し
たままの状態で押し戻されることになる。
【００２３】そして、以下同様のサイクルを繰り返し行
うものである。その様子を図８乃至図１１に示す。図８
が図４に相当し、図９が図５に相当し、図１０が図６に
相当し、図１１が図７に相当するものである。つまり、
ステップ振動による孔明け加工を行っていくものであ
り、それによって、ドリル４９によるワーク６１に対す
る切り込みが徐々に深くなっていき、所定深さの孔を明
けることになる。
【００２４】以上本実施の形態によると次のような効果
を奏することができる。まず、振動切削ユニット７を搭
載した自動旋盤を得ることができ、その際、自動旋盤の
タレット型刃物台１に設けられている回転駆動源、すな
わち、シャフト１１を介して伝達される回転力を利用し
て所望の振動を得るように構成したので、別途、振動付
与のための駆動源を要することはなく、簡単な構成とす
ることができる。又、この実施の形態における振動切削
ユニット７の場合には、ステップ振動方式のものであ
る。すなわち、ドリル４９の先端がワーク６１の切削面
に対して常時当接した状態で断続的な切削を繰り返すの
で、ドリル４９のチッピング（刃先の破損）が効果的に
防止されることになり、ドリル４９の破損を防止して、
安定した加工を行うことができるものである。詳述する
と、従来例の説明にて参照した図１６は、上記本発明に
よるステップ振動切削による切刃刃先の変位と時間との
関係を示しており、刃先はステップ状の軌跡を描き、打
撃手段としてのカムによる工具前進時（これを太線で示
す）には、振動切削法と同様の機構で切削を行い、細線
で示すカムの後退（戻り）時には、振動切削のようにド
リルが後退せず、刃先は切削点に接触したまま休止期間
となる。尚、図１６においては、Ｆは周波数、Ａは振動
振幅を示す。このようなステップ切削機構とすることに
より、振動切削法と同様なパルス切削波形とすることが
できるため、振動切削法における見かけ上の剛性化効果
や加工精度向上効果がそのまま得られる。しかも、切削
休止時には刃先とワークとの相対速度がないため、不要
な刃先の擦れが生じないと共に、ワークからドリルへの
有害な衝撃力が直接刃先に作用しなくなるため、刃先に
対する負荷が軽減される。したがって、チッピングが生
じにくくなり、振動切削法に比べて工具寿命を向上させ
ることができるのである。又、押圧部材４３とカムフォ
ロア５３の材質を比較した場合、カムフォロア５３の方
がより軟材で製造されていて、より摩耗し易い部品にな
っている。よって、経年変化によって摩耗するのはカム
フォロア５３側であるが、カムフォロア５３を頭部とす
るねじ込み部材５１はドリルホルダ４７に対してねじ込
まれていて、容易に交換できるようになっているので、
その交換作業も簡単である。
【００２５】次に、図１２を参照して本発明の第２の実
施の形態を説明する。すなわち、前記第１の実施の形態
の場合には、ドリル４９を回転させない非回転タイプと
して説明したが、この第２の実施の形態の場合には、ド
リル４９を回転させるようにしたものである。この場合
主軸６０は回転させないものとする。尚、この実施の形
態では刃物台を省略している。その他の構成は前記第１
の実施の形態の場合の構成と同様であるので、同一部分
には同一符号を付して示しその説明は省略する。
【００２６】以下、詳細に説明すると、まず、シャフト
１５の他端側に傘歯車７１を固着し、この傘歯車７１に
別の傘歯車７３を噛合させている。この傘歯車７３はシ
ャフト７５の一端に固着されていて、シャフト７５の他
端には歯車７７と傘歯車７９が固着されている。上記シ
ャフト７５はその両端を軸受部材７４、７６によって回
転可能に支持されている。又、カムシャフト３１の一端
には傘歯車８１が固着されていて、この傘歯車８１が上
記傘歯車７９に噛合しているものである。又、ドリルホ
ルダ４７には歯車８３が固着されていて、この歯車８３
が既に説明した歯車７７に噛合しているものである。
【００２７】よって、ドリル４９には、前記第１の実施
の形態の場合と同様のステップ振動が付与されると共に
回転も付与されることになる。そして、このような構成
とすることにより、既に述べたように、ワーク６１の先
端面において軸心位置から偏心した位置に孔明け加工を
施したり、ワーク６１に対して傾斜した方向に孔明け加
工を施すことが可能となる。この点に関して若干説明を
補足すると、傾斜した方向に孔明け加工を施す場合に
は、図１２において、ハウジング８をタレット型刃物台
１に対してシャフト１５を中心にして旋回可能に構成
し、ドリル４９の軸心を任意の角度だけずらせばよい。
因みに、そのような構成が本件特許出願人による特開平
１０−１５７０３号公報に開示されているものである。
又、偏心した位置に孔明け加工を施す場合には、タレッ
ト型刃物台１をＺ軸方向に直交する方向に適当量だけ移
動させればよい。
【００２８】次に、図１３を参照して本発明の第３の実
施の形態を説明する。前記第１及び第２の実施の形態の
場合には、ステップ振動を例に挙げて説明したが、それ
に限定されるものではなく、一般的な振動の場合にも適
用可能である。尚、前記第１及び第２の実施の形態の場
合と同一部分には同一符号を付して示しその説明は省略
する。前記第１及び第２の実施の形態において、これを
一般的な振動とするためには、カムシャフト３１側とド
リルホルダ４７側とを連結する構成とすれば良い。具体
的には、図１３に示すように、押圧部材４３とカムフォ
ロア５３をピン５４によって回転可能に連結することに
なる。又、この場合には、従来例の説明で引用した図１
５に示すように、太線で示す工具前進時のみ切削を行
い、工具後退時には刃先がワークの切削点から離れる機
構になる。
【００２９】次に、図１４を参照して本発明の第４の実
施の形態を説明する。尚、この場合にも、前記第１〜第
３の実施の形態と同一部分には同一符号を付して示しそ
の説明は省略する。この第４の実施の形態も前記第３の
実施の形態の場合と同様に、本発明を一般的な振動に適
用したものであり、その際、前記第２の実施の形態の場
合と同様に、工具ホルダ４７にタレット型刃物台１から
回転をも伝達するようにしたものである。又、工具ホル
ダ４７は、ホルダ９１に対して軸受部材９３を介して回
転可能に支持されており、回転しながら往復動出来る構
成になっている。
【００３０】尚、本発明は前記第１〜第４の実施の形態
に限定されるものではない。まず、前記第１〜第４の実
施の形態においては、刃物台としてタレット型刃物台を
例に挙げて説明したが、それに限定されるものではな
く、回転工具用の回転駆動源を備えた櫛型刃物台等の様
々な刃物台にも同様に適用可能である。又、前記第１の
実施の形態では主軸６０を回転させてドリル４９を非回
転とし、又、第２の実施の形態では主軸６０を非回転と
しドリル４９を回転させたが、例えば、主軸６０とドリ
ル４９の両方を回転させ、その回転差によって所望の加
工を行うようにしても良い。又、前記第１〜第４の実施
の形態においては、主軸台をＺ軸方向に移動可能に構成
し、且つ、ガイドブッシュを備えた自動旋盤を例に挙げ
て説明したが、これに限定されるものではない。要は、
回転駆動源を備えた刃物台を備えた自動旋盤であれば同
様に適用可能である。又、前記第１及び第２の実施の形
態では、カムシャフト３１のカム部３１ａの外周に軸受
部材４１を介して押圧部材４３を設け、この押圧部材４
３によってカムフォロア５３を叩くようにしたが、カム
部３１ａによって直接叩くような構成でもよい。又、前
記第１〜第４の実施の形態の場合には、主軸６０が１回
転する間に１回振動させるように設定した例を挙げて説
明しているが、それに限定されるものではない。例え
ば、カムの形状を変更したり、刃物台側の回転駆動源の
回転数を調整することにより、１回転に２回以上振動さ
せるような構成でも良い。このような振動数の調整は、
例えば、ワーク６１の材質によって最適な振動数を得る
為に行う。又、カムの形状を１回転に複数回の打撃を付
与できるような形状にした場合には、その状態で１回転
に１回振動させるようにすれば、刃物台側の回転駆動源
の回転数を減少させることができ、回転駆動源に掛かる
負荷の軽減を図ることができると共に、回転駆動源の小
型化を図ることができる。
【００３１】
【発明の効果】以上詳述したように本発明による自動旋
盤と自動旋盤における孔明け加工方法によると、まず、
振動切削ユニットを備えた自動旋盤を得ることができ、
その際、自動旋盤に設けられている刃物台が有する回転
駆動源を利用して孔明け工具に振動を付与するようにし
たので、孔明け工具に振動を付与するための駆動源を別
途設ける必要がなく、構成の簡略化を図ることができ
る。請求項２によれば、簡単な構造によりステップ振動
式の孔明け加工を実現することができ、これにより孔の
加工精度が向上すると共に、切削時の摩耗が低減される
みとにより切削抵抗が減少され、しかも刃先チッピング
や異常摩耗を解消することができる。請求項３によれ
ば、請求項２の効果に加えて、さらにワークの端面の偏
心した位置に孔明け加工を施したり、或いは、傾斜した
方向に孔明け加工を施すことが可能になる。請求項４に
よれば、ステップ振動切削のカムの後退回転角時期に、
工具の先端（刃先）を確実且つ安定的に切削点に接触し
たままにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す図で、タレッ
ト型刃物台とそこに搭載された振動切削ユニットの構成
を示す断面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態を示す図で、振動切
削ユニットをタレット型刃物台に装着しようとする状態
を示す断面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態を示す図で、カムシ
ャフト、押圧部材、カムフォロア、孔明け工具の関係を
動作順に示す断面図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態を示す図で、カムシ
ャフト、押圧部材、カムフォロア、孔明け工具の関係を
動作順に示す断面図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態を示す図で、カムシ
ャフト、押圧部材、カムフォロア、孔明け工具の関係を
動作順に示す断面図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態を示す図で、カムシ
ャフト、押圧部材、カムフォロア、孔明け工具の関係を
動作順に示す断面図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態を示す図で、カムシ
ャフト、押圧部材、カムフォロア、孔明け工具の関係を
動作順に示す断面図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態を示す図で、カムシ
ャフト、押圧部材、カムフォロア、孔明け工具の関係を
動作順に示す断面図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態を示す図で、カムシ
ャフト、押圧部材、カムフォロア、孔明け工具の関係を
動作順に示す断面図である。
【図１０】本発明の第１の実施の形態を示す図で、カム
シャフト、押圧部材、カムフォロア、孔明け工具の関係
を動作順に示す断面図である。
【図１１】本発明の第１の実施の形態を示す図で、カム
シャフト、押圧部材、カムフォロア、孔明け工具の関係
を動作順に示す断面図である。
【図１２】本発明の第２の実施の形態を示す図で、タレ
ット型刃物台及び振動切削ユニットの構成を示す断面図
である。
【図１３】本発明を振動切削方式に適用した態様を示す
図で、工具非回転の場合の振動切削ユニットの構成を示
す断面図である。
【図１４】本発明を振動切削方式に適用した態様を示す
図で、工具回転の場合の振動切削ユニットの構成を示す
断面図である。
【図１５】振動切削方式の場合の切刃の変位と時間との
関係を示す線図である。
【図１６】ステップ振動切削方式の場合の切刃の変位と
時間との関係を示す線図である。
【符号の説明】
１ タレット型刃物台（刃物台） ７ 振動切削ユニット ８ ハウジング ９ 回転伝達阿手段 １１ シャフト １３ 傘歯車 １７ シャフト １７ 傘歯車 １９ 平歯車 ２１ 平歯車 ２３ 平歯車 ３１ クランクシャフト ３１ａ カム部 ４１ 軸受部材 ４３ 押圧部材 ４７ ドリルホルダ ４９ ドリル（孔明け工具） ５１ カムフォロア ６１ ワーク
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村川 正夫 埼玉県南埼玉郡白岡町新白岡三丁目４番５ 号 (72)発明者 神 雅彦 栃木県下都賀郡野木町丸林260番地９ Ｆターム(参考） 3C036 DD02 LL07

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 回転駆動源を備えた刃物台と、 上記刃物台に着脱可能に搭載され孔明け工具を備えてい
    て、上記刃物台の回転駆動源からの駆動を利用して上記
    孔明け工具に振動を付与して孔明け加工を行う振動切削
    ユニットと、 を具備したことを特徴とする自動旋盤。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の自動旋盤において、 上記振動切削ユニットが、刃物台に取り付けられるハウ
    ジングと、ハウジングに配置され刃物台の回転駆動源か
    らの回転運動の伝達を受けるシャフトと、該シャフトに
    設けられたカムと、前記カムの軸線と直角方向に移動可
    能に配され、基端にカムと接触可能なカムフォロアを有
    する工具ホルダとを具備したステップ振動切削ユニット
    であることを特徴とする自動旋盤。
  3. 【請求項３】 請求項１記載の自動旋盤において、 上記振動切削ユニットが、刃物台に取り付けられるハウ
    ジングと、ハウジングに配され刃物台の回転駆動源から
    の回転運動の伝達を受けるシャフトと、該シャフトに設
    けられたカムと、前記刃物台の回転駆動源からの回転運
    動の伝達を受けて回転可能でかつカム軸線と直角方向に
    移動可能に配され、基端にカムと接触可能なカムフォロ
    アを有する工具ホルダとを具備したステップ振動切削ユ
    ニットであることを特徴とする自動旋盤。
  4. 【請求項４】 請求項２又は請求項３記載の自動旋盤に
    おいて、 上記振動切削ユニットが工具ホルダを孔明け方向に常時
    付勢する弾性部材を有していることを特徴とする自動旋
    盤。
  5. 【請求項５】 請求項１記載の自動旋盤において、 上記振動切削ユニットが、刃物台に取り付けられるハウ
    ジングと、ハウジングに配され刃物台の回転駆動機構か
    らの回転運動の伝達を受けるシャフトと、該シャフトに
    設けられたカムと、前記カムの軸線と直角方向に移動可
    能に配され、基端がカムと連結された工具ホルダとを具
    備した振動切削ユニットであることを特徴とする自動旋
    盤。
  6. 【請求項６】 請求項１記載の自動旋盤において、 上記振動切削ユニットが、刃物台に取り付けられるハウ
    ジングと、ハウジングに配され刃物台の回転駆動機構か
    らの回転運動の伝達を受けるシャフトと、該シャフトに
    設けられたカムと、前記刃物台の回転駆動機構からの回
    転運動の伝達を受けて回転可能でかつカム軸線と直角方
    向に移動可能に配され、基端がカムと連結された工具ホ
    ルダとを具備した振動切削ユニットであることを特徴と
    する自動旋盤。
  7. 【請求項７】 回転駆動源を備えた刃物台の該回転駆動
    源からの駆動を利用して孔明け工具に振動を付与して孔
    明け加工を行うようにしたことを特徴とする自動旋盤に
    おける孔明け加工方法。
  8. 【請求項８】 請求項７記載の自動旋盤における孔明け
    加工方法において、 上記孔明け工具をステップ振動させながら孔明け加工を
    行うようにしたことを特徴とする自動旋盤における孔明
    け加工方法。
  9. 【請求項９】 請求項７又は請求項８記載の自動旋盤に
    おける孔明け加工方法において、 上記孔明け工具を上記刃物台の該回転駆動源からの駆動
    を利用して回転させるようにしたことを特徴とする自動
    旋盤における孔明け加工方法。
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